Infrastruktur
Die grundlegende Technik des eHighway, die aus dem Bereich der bekannten oberleitungsgebundenen Verkehrssysteme (Straßenbahn, Trolleybus u. ä.) stammt, wurde für den Einsatz von Lkw auf Fernstraßen weiterentwickelt. Sie besteht aus der ortsfesten Oberleitungsinfrastruktur, die elektrische Energie für den Antrieb schwerer Nutzfahrzeuge auf Fernstraßen bereitstellt, und den Fahrzeugen, die mit speziellen Stromabnehmern ausgerüstet sind – sogenannten Oberleitungs-Lkw (O-Lkw).
Oberleitungsinfrastruktur
Für den Einsatz der Oberleitungs-Lkw (O-Lkw) wurde Technik weiterentwickelt, die aus dem Bereich der oberleitungsgebundenen Verkehrssysteme (Straßenbahnen oder Oberleitungsbussen) stammt.
Dabei wird eine Oberleitungsinfrastruktur über der Straße installiert. Die Höhe der Fahrdrähte beträgt im Regelfall 5,10 m. Zur Unterquerung von Brücken ist eine Absenkung auf eine Mindesthöhe von 4,50 m möglich.
Die O-Lkw können mit speziellen Stromabnehmern, die hinter der Fahrerkabine installiert sind, den Strom für den elektrischen Antrieb und die Batterieladung aus der Oberleitung beziehen.
Die Oberleitungsinfrastruktur besteht aus Unterwerken und einer zweipoligen Oberleitung, die über ein Mastsystem in Form von Kettenwerken über der Straße montiert ist.
Unterwerke
Die Energieversorgung der Oberleitung erfolgt durch Gleichrichterunterwerke (GUw). Diese werden über den Netzanschlusspunkt (NAP) aus dem öffentlichen Stromnetz gespeist. Die ankommende Versorgungsspannung wird hier auf die von den Fahrzeugen benötigte Nennspannung transformiert und gleichgerichtet. Die Prototypen-Fahrzeuge im Feldversuch operierten mit einer Spannung von 700 V. Für die großmaßstäbliche Anwendung empfiehlt es sich, auf 1,5 kV zu erhöhen.
Außerdem befinden sich Schalt- und Steuerungsanlagen in den GUw, die für den Systembetrieb benötigt werden.
Zu Forschungszwecken war die FESH-Anlage zudem ausgestattet mit einem neuartigen Umrichterunterwerk.
Kettenwerke
Für die Stromversorgung der O-Lkw hängt eine zweipolige Gleichstrom-Oberleitung über dem rechten Fahrstreifen der Autobahn. Pluspol und Minuspol werden dafür als getrennte Fahrdrähte in separaten Kettenwerken gespannt. Die Kettenwerke sind als sogenannte Hochketten ausgeführt und bestehen jeweils aus Tragseil, Hängern und dem Fahrdraht. Die Fahrdrähte sind parallel zum Fahrbahnverlauf ausgerichtet, daher verlaufen die Kettenwerke im Kurvenbereich windschief.
Aus technischen Gründen kann ein Kettenwerk längstens rund 1,5 km lang sein. Der direkte Übergang von einem ins nächste Kettenwerk geschieht in sogenannten Parallelfeldern. In diesen Bereichen wird das endende und das neu beginnende Kettenwerk parallel geführt, um eine unterbrechungsfreie Energieversorgung bereitzustellen.
Mastsystem
Die Kettenwerke werden mit einem Mastsystem über der Spur gehalten. Das Mastsystem besteht aus Masten mit Quertrageeinrichtungen und Anbauteilen, an denen die Kettenwerke befestigt sind. Die Masten sind im Böschungsbereich neben der Autobahn gegründet. Abhängig von den örtlichen Gegebenheiten sind die Masten von der Fahrbahnoberkante aus ca. 12 m hoch. In Höhe von 8 m ist eine Quertrageeinrichtung montiert, die über den rechten Fahrstreifen ragt. Die daran befestigten Hängesäulen und Seitenhalter halten die Kettenwerke in Position. Der Mastabstand beträgt im Regelfall 60 m.
Sicherheitssysteme
Um den Straßenverkehr mit der Oberleitung sicher zu gewährleisten, wurden verschiedene Sicherheitssysteme entlang der Strecke installiert. Vergleichbar zur Technik von Straßenbahnen muss eine Oberleitungsanlage von einer ständig besetzten Leitstelle (24/7) überwacht werden. Diese kontrolliert die verschiedenen Sensor-, Schalt- und Anlagenzustände und gewährleistet die Sicherheit der Anlage ggf. per Fernwirkeinrichtung. Eine manuelle Abschaltung kann zudem jederzeit von der Rettungsleitstelle, welche durch abgesetzte Notrufe oder Einsatzkräfte alarmiert wird, angefordert werden. Eine Abschaltung des Systems beinhaltet immer das sog. Freischalten, Kurzschließen und Erden der gesamten Anlage sowie die Sicherung gegen unbefugtes Wiedereinschalten.
Die Oberleitungsanlage im Feldversuch eHighway.SH wurde jederzeit durch passive und automatische Systeme gesichert.
Passive Systeme
Die Oberleitungsanlage im Feldversuch verfügte über verschiedene bauliche Merkmale, die bereits passiv und damit ohne aktive Auslösung die Sicherheit der Verkehrsteilnehmenden gewährleisteten. Bspw. wurde der Hängerabstand so gewählt, dass für den unwahrscheinlichen Fall eines Fahrdrahtrisses, die Fahrdrahtenden nicht in den befahrenen Verkehrsraum hineinragen würden.
Zudem wurde der komplette Streckenabschnitt durchgehend mit einem besonders robusten Rückhaltesystem („Leitplanke“) ausgestattet, welches die Gefahr eines Mastanpralls durch von der Fahrbahn abkommende Verkehrsteilnehmer reduziert.
Automatische Systeme
Neben den passiven Systemen wurde die Oberleitungsanlage permanent durch Sensoren überwacht.
Bei unzulässigen Zuständen im elektrischen System lösen diese eine automatische Abschaltung der Anlage aus. Zudem erfolgte auch eine permanente Überwachung des mechanischen Kettenwerks. Schwingungen außerhalb von zulässigen Parametern oder ein Riss im Kettenwerk hätten ebenfalls zur sofortigen Systemabschaltung geführt. Gleichzeitig wäre automatisch die Leitstelle benachrichtigt worden, die bei Bedarf weitere Maßnahmen einleitet.
